Programma di Fisica - Matematica, fisica e informatica
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Onde Conoscenze Onde e suono: le caratteristiche generali delle onde, onde trasversali e longitudinali, lunghezza d’onda, frequenza e velocità, le onde in una corda, la funzione d’onda armonica, le onde sonore, la frequenza di un’onda sonora, l’intensità del suono, la percezione umana del suono e il livello di intensità, l’effetto Doppler delle onde sonore, sovrapposizione e interferenza di onde, le onde stazionarie in una corda e in una colonna d’aria vibrante, il fenomeno dei battimenti. Abilità • Conoscere i parametri caratteristici di • Calcolare la velocità di un’onda, le modalità di propagazione propagazione di un’onda in una dei diversi tipi di onde e l’espressione corda e utilizzare la funzione della funzione d’onda armonica d’onda per risolvere problemi sulle • Conoscere l’origine e le caratteristiche onde delle onde sonore e i fenomeni • Calcolare il livello di intensità di dell’interferenza e dei battimenti un’onda sonora • Conoscere e spiegare l’effetto • Risolvere problemi relativi Doppler per le onde sonore all’effetto Doppler di onde sonore e • Descrivere la formazione di onde ai battimenti stazionarie in una corda o in una colonna d’aria Ore: 16 Livello di approfondimento: buono Ottica fisica: la natura corpuscolare e ondulatoria della luce, il modello dell’ottica geometrica, la riflessione della luce, la rifrazione della luce, la riflessione totale, la dispersione, sovrapposizione e interferenza di onde luminose, l’esperimento della doppia fenditura di Young, interferenza di onde riflesse, cuneo d’aria, gli anelli di Newton, pellicole sottili, la diffrazione, risoluzione delle immagini, reticoli di diffrazione. Ore: 18 Livello di approfondimento: buono • Conoscere le ipotesi sulla natura della • Risolvere problemi sulla riflessione luce e comprendere il significato e sulla rifrazione della luce fisico del dualismo onda-corpuscolo applicando il modello dell’ottica • Conoscere le leggi della riflessione e geometrica della rifrazione e la relazione fra • Risolvere problemi relativi indice di rifrazione e lunghezza all’interferenza della luce prodotta d’onda della luce da una doppia fenditura e • Comprendere il meccanismo di all’interferenza di onde riflesse formazione delle figure di • Risolvere problemi su figure di interferenza diffrazione prodotte da aperture • Interpretare alcuni fenomeni della vita lineari e circolari e sulla quotidiana connessi all’interferenza risoluzione delle immagini delle onde riflesse • Comprendere l’origine delle figure di diffrazione prodotte da aperture lineari o circolari Elettricità e magnetismo Cariche elettriche, forze e campi: la carica elettrica, i fenomeni di elettrizzazione per strofinio e per induzione, la polarizzazione, isolanti e conduttori, la legge di Coulomb, sovrapposizione delle forze, la distribuzione delle cariche elettriche su una sfera, il campo elettrico, il campo elettrico di una carica puntiforme, sovrapposizione dei campi, le linee del campo elettrico, condensatori a facce piane parallele, la schermatura e la carica per induzione, il flusso Conoscenze Abilità • Conoscere le proprietà della carica elettrica (quantizzazione e conservazione della carica) • Conoscere i fenomeni di elettrizzazione per strofinio e per induzione e interpretare il comportamento di conduttori e isolanti utilizzando un semplice modello microscopico • Conoscere e descrivere le caratteristiche delle forze tra cariche elettriche utilizzando la legge di Coulomb • Conoscere il concetto di campo elettrico e il significato e le proprietà delle linee del campo • Conoscere il concetto di flusso del campo elettrico e saper utilizzare il • Determinare la forza elettrica fra cariche puntiformi, utilizzando anche il principio di sovrapposizione • Determinare il vettore campo elettrico prodotto da una distribuzione di cariche • Calcolare il flusso del campo elettrico attraverso una superficie • Applicare il teorema di Gauss per calcolare campi elettrici del campo elettrico, la legge di Gauss. teorema di Gauss per determinare campi elettrici prodotti da particolari distribuzioni di cariche Ore: 16 Livello di approfondimento: buono Il potenziale elettrico e l’energia potenziale elettrica: l’energia potenziale elettrica, il potenziale elettrico, la conservazione dell’energia, il potenziale elettrico di una carica puntiforme, le superfici equipotenziali e il campo elettrico, conduttori ideali, condensatori e dielettrici, capacità di un condensatore a facce piane parallele, energia di un condensatore, densità di energia elettrica. Ore: 16 Livello di approfondimento: buono La corrente elettrica e i circuiti in corrente continua: la corrente elettrica, batterie e forza elettromotrice, la resistenza elettrica, le leggi di Ohm, la resistività, dipendenza della resistenza dalla temperatura e superconduttività, energia e potenza nei circuiti elettrici, resistenze in serie e in parallelo, circuiti complessi, le leggi di Kirchhoff, circuiti con condensatori, condensatori in serie e in parallelo, circuiti RC, amperometri e voltmetri. Ore: 18 Livello di approfondimento: buono Il magnetismo: il campo magnetico, magneti permanenti, linee del campo magnetico, il geomagnetismo, la forza magnetica esercitata su una carica in movimento, forza magnetica e regola della mano destra, il moto di particelle cariche in un campo magnetico, la forza magnetica esercitata su un filo percorso da corrente, spire di corrente e momento torcente magnetico, la legge di Ampere, forze tra fili percorsi da corrente, spire e solenoidi, il magnetismo nella materia. • Conoscere la definizione di potenziale • Risolvere problemi su potenziali, elettrico e la relazione che lega il campo campi ed energia potenziale elettrico al potenziale elettrica, per sistemi di cariche • Esprimere la conservazione dell’energia puntiformi e per distribuzioni di un sistema di cariche in un campo uniformi di cariche elettrico • Risolvere problemi sui • Conoscere l’espressione del potenziale condensatori a facce piane elettrico di una carica puntiforme e il parallele, in assenza e in presenza suo andamento in relazione al segno di un dielettrico fra le armature della carica • Conoscere la definizione di superfici equipotenziali e le loro proprietà • Conoscere le proprietà dei condensatori e saper esprimere la capacità di un condensatore a facce piane parallele in assenza e in presenza di un dielettrico fra le armature • Esprimere l’energia immagazzinata in un condensatore in funzione delle sue grandezze caratteristiche • Conoscere il significato di corrente • Applicare la legge di Ohm per elettrica, la definizione di intensità di calcolare resistenze, tensioni e corrente e la sua unità di misura correnti in un circuito • Analizzare semplici circuiti in corrente • Semplificare circuiti complessi continua e conoscere il comportamento determinando resistenze e capacità dei suoi componenti equivalenti di resistenze e • Conoscere il significato fisico di condensatori in serie e in parallelo resistenza e la sua dipendenza dalla • Utilizzare le leggi di Kirchhoff per temperatura risolvere semplici circuiti • Conoscere la legge di Ohm e la legge che lega la resistenza di un filo alle sue caratteristiche geometriche e fisiche • Conoscere il comportamento di resistenze e di condensatori collegati in serie e in parallelo in un circuito • Conoscere le leggi di Kirchhoff e saperle interpretare in termini di leggi di conservazione • Conoscere le proprietà del campo magnetico e le caratteristiche delle linee di campo • Conoscere l’espressione della forza magnetica che agisce su una carica in moto e saperne determinare la direzione e il verso • Analizzare i moti di una particella carica in un campo magnetico • Conoscere la forza magnetica esercitata su un filo e su una spira percorsi da corrente • Conoscere la legge di Ampere e saperla utilizzare per determinare il campo magnetico prodotto da un filo percorso da corrente, da una spira e da un • Risolvere problemi relativi al moto di una particella carica in un campo magnetico • Determinare intensità, direzione e verso della forza che agisce su un filo percorso da corrente immerso in un campo magnetico • Determinare intensità, direzione e verso di campi magnetici generati da fili, spire e solenoidi percorsi da corrente • Determinare la forza magnetica tra due fili percorsi da corrente Ore: 16 Livello di approfondimento: buono solenoide • Conoscere il comportamento dei diversi materiali in presenza di un campo magnetico esterno Competenze • Osservare e identificare fenomeni • Formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie, leggi • Formalizzare problemi di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la loro soluzione • Fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale • Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società
